(57)【要約】【課題】システム側の制御を適切に実行させることができる車体速度演算装置を提供すること。【解決手段】本発明による車体速度演算装置１は、車両の各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段２ａと、車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段２ｂと、車輪速に基づいて車体速度を演算する車体速度演算手段２ｃと、旋回状態検出手段２ｂの検出結果と車輪速に基づいて各車輪に対応する部位の推定車体速度を演算する推定車体速度演算手段２ｄと、車両が非駆動又は非制動であって推定車体速度と車輪速が相違する場合に、推定車体速度演算手段２ｄによる演算を停止する停止手段２ｅ又は車体速度を選択する選択手段２ｆを備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段と、前記車輪速に基づいて車体速度を演算する車体速度演算手段と、前記旋回状態検出手段の検出結果と前記車輪速に基づいて前記各車輪に対応する部位の推定車体速度を演算する推定車体速度演算手段と、前記車両が非駆動又は非制動であって前記推定車体速度と前記車輪速が相違する場合に、前記推定車体速度演算手段による演算を停止する停止手段又は前記車体速度を選択する選択手段を備えることを特徴とする車体速度演算装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用して好適な車体速度演算装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の制動時のスリップを防止するためのＡＢＳ（Anti-Lock  Brake  System）や車両の横滑りを防止するためのＶＳＣ（Vehicle  Stability  Control）、駆動時のスリップを防止するためのＴＲＣ（Traction  Control）、運転者のアクセル、ブレーキ、ステアリングの操作量に基づいて運転者の意図する車両の挙動を予測して、ＡＢＳ、ＶＳＣ、ＴＲＣを統合的に制御するＶＤＩＭ（Vehicle  Dynamics  Integrated  Management）においては、制御パラメータとして車輪速と車体速度が用いられている。車輪速から車体速度を求める従来技術としては例えば特許文献１のようなものがある。
【特許文献１】特開平１１−１８９１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようなシステムにおいては、車体速度に対して車両の前後左右の各車輪の車輪速が制御用の閾値を超えて離隔した場合に、ＡＢＳであれば制動力をゆるめ、ＶＳＣであれば車輪毎に制動力を変更し、ＴＲＣであれば駆動力をゆるめる制御を行うが、いずれも車体速度を基準にする点は共通している。この車体速度をより実態に即したものとするために、ヨーレートや横加速度、操舵角等の旋回状態から、各車輪に対応する車両の前後左右の部位の車体速度を推定して、この推定車体速度を基準として車輪速の偏差を求めた上で上述したような制御を行うことが行われている。
【０００４】
しかしながら、このような従来技術においては、旋回方向と内外輪の関係が車両の前後進で反転するため、旋回方向をヨーレートセンサ値の正負で判断する場合、車両が前進しているか又は後退しているかによって、ヨーレートセンサ値の符号を反転させてシステム側で演算する必要があるので、旋回状態を検出するヨーレートセンサが故障した場合、又は、車両の前進又は後退をシステム側が誤判断した場合に、正確な推定車体速度が演算できず、システム側の制御を適切に行うことができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑み、システム側の制御を適切に実行させることができる車体速度演算装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の問題を解決するため、本発明による車体速度演算装置は、
車両の各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、
車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段と、
前記車輪速に基づいて車体速度を演算する車体速度演算手段と、
前記旋回状態検出手段の検出結果と前記車輪速に基づいて前記各車輪に対応する部位の推定車体速度を演算する推定車体速度演算手段と、
前記車両が非駆動又は非制動であって前記推定車体速度と前記車輪速が相違する場合に、前記推定車体速度演算手段による演算を停止する停止手段、
又は、
前記車体速度を選択する選択手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
なお、前記車体速度演算装置において、
前記旋回状態が、車両のヨーレート、横加速度、操舵角、車両の前進又は後退を含むことが好ましい。
【０００８】
さらに、前記停止手段と前記選択手段はそれぞれ独立して備えていても良いし、ともに備えていてもよい。
【０００９】
但し、前記推定車体速度演算手段により演算された前記推定車体速度が正確でない可能性が高いと判定される場合においては、それ以降は演算を続行することは好ましくなく、かつ、それ以降演算が続行されたとしてもシステム側が前記推定車体速度を用いて制御を行うことは好ましくないので、演算の続行を防止する停止手段と、前記推定車体速度を用いた制御を実行させない前記選択手段はともに備えることが好ましい。
【００１０】
すなわち前記車体速度演算装置の備える、前記推定車体速度演算手段において演算される各車輪に対応する前記推定車体速度が、前記車両が非制動すなわちブレーキが作用していない場合において、前記各車輪に対応する部位に位置する前記各車輪の車輪速と相違する場合には、前記旋回状態検出手段において、故障が発生している、又は、前記旋回状態検出手段が車両の前進又は後退を誤判断している場合であることを利用する。
【００１１】
つまり、前記車両が非制動状態であって前記推定車体速度が前記車輪速と一致しないで相違する場合には、前記停止手段により前記推定車体速度演算手段の演算を停止させるか、前記選択手段により前記車体速度を選択して前記推定車体速度をシステム側が使用しないこととする。これにより、システム側の制御を適切なものとすることができる。
【００１２】
同様に、前記車体速度演算装置の備える、前記推定車体速度演算手段において演算される各車輪に対応する前記推定車体速度が、前記車両が非駆動すなわちアクセルペダルが踏み込まれていない又はＡＣＣ（Adaptive  Cruse  Control）による駆動制御が行われておらず駆動力が作用していない場合において、前記各車輪に対応する部位に位置する前記各車輪の車輪速と相違する場合には、前記旋回状態検出手段が故障を含めて不具合を発生している、又は、前記旋回状態検出手段が車両の前進又は後退を誤判断している場合である都みなせることを利用する。
【００１３】
つまり、前記車両が非駆動状態であって前記推定車体速度が前記車輪速と一致しないで相違する場合には、前記停止手段により前記推定車体速度演算手段の演算を停止させるか、前記選択手段により前記車体速度を選択して前記推定車体速度をシステム側が使用しないこととする。これによっても、システム側の制御を適切なものとすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、システム側の制御を適切に実行させることができる車体速度演算装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明に係る車体速度演算装置の一実施形態を示すブロック図である。
【００１７】
本実施例の車体速度演算装置１は、ＶＤＩＭＥＣＵ２（Vehicle  Dynamics  Integrated  Management  Electronic  Control  Unit）と、ＥＮＧＥＣＵ３（Engine  Electronic  Control  Unit）と、ＢＲＫＥＣＵ４（Brake  Electronic  Control  Unit）と、ヨーレートセンサ５と、横加速度センサ６と、ＥＰＳＥＣＵ７（Electronic  Power  Steering  Electronic  Control  Unit）を備えて構成される。ＶＤＩＭＥＣＵ２と、ＥＮＧＥＣＵ３と、ＢＲＫＥＣＵ４と、ＥＰＳＥＣＵ７はＣＡＮ（Controller  Area  Network）等の通信規格により相互に接続される。
【００１８】
ＶＤＩＭＥＣＵ２は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べる所定の処理を行うものである。ここでは、ＶＤＩＭＥＣＵ２は、車輪速検出手段２ａと、旋回状態検出手段２ｂと、車体速度演算手段２ｃと、推定車体速度演算手段２ｄと、停止手段２ｅと、選択手段２ｆと、制御手段２ｇを備える。
【００１９】
ＥＮＧＥＣＵ３も例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べる所定の処理を行うものである。
【００２０】
ここでは、ＥＮＧＥＣＵ３は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量又はＶＤＩＭＥＣＵ２の制御手段２ｇの指令に基づいて図示しないエンジンのスロットル開度を絞り、エンジンで発生させる駆動力を絞るように制御する。
【００２１】
ＢＲＫＥＣＵ４も例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものである。
【００２２】
ここでは、ＢＲＫＥＣＵ４は、運転者によるブレーキペダルの踏み込み量又はＶＤＩＭＥＣＵ２の制御手段２ｇの指令に基づいて、図示しないキャリパブレーキで発生させる制動力を絞る制御を行う。
【００２３】
ＥＰＳＥＣＵ７も例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものであり、図示しないＥＰＳ（Electronic  Power  Steering  ステアリング装置）に設けられたステアリングセンサにより操舵角を検出して、検出結果を含むデータフレームを、ＣＡＮを介してＶＤＩＭＥＣＵ２に送信する。
【００２４】
ヨーレートセンサ５は車両の車体のほぼ中央に設置されて、上下方向を中心とするモーメントであるヨーレートを検出して検出結果をＶＤＩＭＥＣＵ２に出力する。横加速度センサ６は車両の車体のいずれかの箇所に設置されて、車幅方向すなわち横方向の横Ｇを検出して検出結果をＶＤＩＭＥＣＵ２に出力する。
【００２５】
ＶＤＩＭＥＣＵ２の車輪速検出手段２ａは、図示しない車両の前後左右四箇所の車輪速センサの車輪速を取得して、ＶＤＩＭＥＣＵ２の車体速度演算手段２ｃはこれらの車輪速に基づいて、ここでは四つの車輪速の内最大のものを車体速度とする演算を実行する。
【００２６】
ＶＤＩＭＥＣＵ２の旋回状態検出手段２ｂは、ヨーレートセンサ５の検出したヨーレートと横加速度センサ６の検出した横Ｇを取得し、ＥＰＳＥＣＵ７から操舵角を取得して、さらに、ＥＮＧＥＣＵ３から車両が前進であるか後退であるかを検出して、ヨーレート、横加速度、横Ｇ、前進又は後退を含む旋回状態を検出する。ＶＤＩＭＥＣＵ２の推定車体速度演算手段２ｄはこの旋回状態に基づいて車体速度を補正して、各車輪に対応する位置の車体の前後左右の部位の推定車体速度を演算する。
【００２７】
より具体的には、ＶＤＩＭＥＣＵ２の推定車体速度演算手段２ｄは、周知のタイヤモデルを用いて各車輪のスリップ率を求めて、後退時においてヨーレートの符号を反転させ、横Ｇによりヨーレートの上下限のガードを行い、操舵角及びヨーレートが有効である場合に、ヨーレートと操舵角から前後輪位置スリップ角を演算し、車輪速の重心位置換算を行って、所定のモデル式を用いて推定車体速度を演算する。
【００２８】
ＶＤＩＭＥＣＵ２の停止手段２ｅは、ＥＮＧＥＣＵ３の動作状況とＢＲＫＥＣＵ４の動作状況を、ＣＡＮを介して取得して、車両が非駆動又は非制動の状態であるかを判定し、車両が非駆動又は非制動である場合に、各車輪において推定車体速度と車輪速が一致しているか否かを判定し、推定車体速度と車輪速度が相違している場合には、推定車体速度演算手段２ｄによる演算を停止する。
【００２９】
ＶＤＩＭＥＣＵ２の選択手段２ｆは、ＥＮＧＥＣＵ３の動作状況とＢＲＫＥＣＵ４の動作状況を、ＣＡＮを介して取得して、車両が非駆動又は非制動の状態であるかを判定し、車両が非駆動又は非制動である場合に、各車輪において推定車体速度と車輪速が一致しているか否かの停止手段２ｅの判定に基づいて、推定車体速度と車輪速度が相違している場合には、推定車体速度演算手段２ｄによる演算結果である推定車体速度を選択せず、車体速度演算手段２ｄによる演算結果である車体速度を選択して、制御手段２ｇに出力する。
【００３０】
ＶＤＩＭＥＣＵ２の制御手段２ｇは、車両が発進、加速を行う際に、車輪速検出手段２ａが検出した車両の各車輪速と、車体速度演算手段２ｃが検出した車体速度、又は、推定車体速度演算手段２ｄが演算した推定車体速度の偏差を演算して、この偏差がスリップ用閾値より大きいか否かを判定することによりスリップを検出し、スリップを検出した場合にＥＮＧＥＣＵ３に対してエンジンのスロットル開度を絞るように指令を出力してエンジンの駆動力を絞り、スリップ状態を解消する。
【００３１】
同様に、ＶＤＩＭＥＣＵ２の制御手段２ｇは車両が制動、停止を行う際に、車輪速検出手段２ａが検出した車両の各車輪速と、車体速度演算手段２ｃが検出した車体速度、又は、推定車体速度演算手段２ｄが演算した推定車体速度の偏差を演算して、この偏差がロック用閾値より大きいか否かを判定することによりロックを検出し、ＢＲＫＥＣＵ４によりキャリパブレーキで発生する制動力を絞って、ロック状態を解消する。
【００３２】
つまり、本実施例の車体速度演算装置１においては、車両が非駆動又は非制動の状態であって、推定車体速度演算手段２ｄが演算した推定車体速度と車輪速が一致しない場合には、ヨーレートセンサ５又は推定車体速度演算手段２ｄそのものの故障である又は、旋回状態検出手段２ｂによる車両の前進又は後退の誤判断であるとみなして、推定車体速度演算手段２ｄによる演算を停止手段２ｅにより停止し、演算結果である推定車体速度を選択手段２ｆにより選択しないこととしている。
【００３３】
以下、本実施例の車体速度演算装置１の制御内容をフローチャートに基づいて説明する。図２は、本発明による車体速度演算装置１の制御内容を示すフローチャートである。
【００３４】
Ｓ１において、ＶＤＩＭＥＣＵ２の旋回状態検出手段２ｂは、ヨーレートセンサ５の検出結果からヨーレートを、横加速度センサ６の検出結果から横加速度を、車輪速検出手段２ａは、前後左右の各車輪の車輪速センサの検出結果から四つの車輪速を検出する。
【００３５】
Ｓ２において、ＶＤＩＭＥＣＵ２の旋回状態検出手段２ｂは、ＥＰＳＥＣＵ７がステアリングセンサから取得した操舵角を含むデータフレームをＣＡＮ上で取得し、操舵角を検出する。
【００３６】
Ｓ３において、ＶＤＩＭＥＣＵ２の車体速度演算手段２ｃは、四箇所の車輪速のうち、最大の車輪速を車体速度とする演算を実行する。
【００３７】
Ｓ４において、ＶＤＩＭＥＣＵ２の推定車体速度演算手段２ｄは、車体速度をヨーレート、横加速度、操舵角を用いて補正して、各車輪に対応する部位ここでは各車輪の直上の部位の推定車体速度を演算する。
【００３８】
Ｓ５において、ＶＤＩＭＥＣＵ２の停止手段２ｅは、ＥＮＧＥＣＵ３の動作状況とＢＲＫＥＣＵ４の動作状況を、ＣＡＮを介して取得して、車両が非駆動又は非制動の状態であるか否かを判定し、肯定である場合にはＳ６にすすみ、否定である場合にはＳ１０にすすむ。
【００３９】
Ｓ６において、ＶＤＩＭＥＣＵ２の停止手段２ｅは、各車輪において推定車体速度と車輪速が一致しているか否かを判定し、肯定である場合にはＳ７にすすみ、否定である場合にはＳ８にすすむ。
【００４０】
Ｓ７においては、車両が非駆動又は非制動である場合で、推定車体速度と車輪速が一致している場合であるので、推定車体速度演算手段２ｄ及びヨーレートセンサ５の故障は発生していないとみなせるので、選択手段２ｆにより推定車体速度を選択してスリップ又はロック判定に用いる。Ｓ７において、制御手段２ｇにおいては、各車輪において推定車体速度と車輪速の偏差を計算する。
【００４１】
Ｓ８においては、車両が非駆動又は非制動である場合であって、推定車体速度と車輪速が一致していない場合であるので、推定車体速度演算手段２ｄ及びヨーレートセンサ５の故障が発生しているとみなせるので、停止手段２ｅにより推定車体速度演算手段２ｄによる演算を停止する。つづいてＳ９において、選択手段２ｆにより車体速度を選択してスリップ又はロック判定に用いるとともに、制御手段２ｇにおいては、各車輪において車体速度と車輪速の偏差を計算する。
【００４２】
Ｓ１０において、ＶＤＩＭＥＣＵ２の制御手段２ｇは、Ｓ７又はＳ９で計算した偏差がスリップ又はロック用閾値よりも大きいか否かを判定し、肯定である場合にはＳ１１にすすみ、否定である場合にはＳ１２にすすむ。
【００４３】
Ｓ１１においては、制御手段２ｇは、偏差がスリップ又はロック用閾値よりも大きい場合であるので、スリップ又はロックが発生していると判定して、Ｓ１３にすすみ、ＶＤＩＭＥＣＵ２の制御手段２ｇは、ＥＮＧＥＣＵ３により駆動力を絞る制御を実行するか、ＢＲＫＥＣＵ４により制動力を絞る制御を実行する。
【００４４】
Ｓ１２において、ＶＤＩＭＥＣＵ２の制御手段２ｇは、偏差がスリップ又はロック用閾値よりも大きくない場合であるので、スリップ又はロックが発生していないと判定して、ＲＥＴＵＲＮにすすむ。
【００４５】
なお、ＳＴＡＲＴからＲＥＴＵＲＭまでのＳ１からＳ１３までの処理は、ＶＤＩＭＥＣＵ２の処理周期毎に繰り返し実行される。
【００４６】
以上述べた制御内容により実現される本実施例の車体速度演算装置１によれば、以下に述べるような作用効果を得ることができる。
【００４７】
すなわち、車体速度演算装置１の備える、ＶＤＩＭＥＣＵ２の推定車体速度演算手段２ｄにおいて演算される各車輪に対応する推定車体速度が、車両が非制動すなわちブレーキが作用していない場合において、各車輪に対応する部位に位置する各車輪の車輪速と相違する場合には、推定車体速度演算手段２ｄ及びヨーレートセンサ５が故障している、又は、旋回状態検出手段２ｂが車両の前進又は後退を誤判断している場合であるので、停止手段２ｅにより推定車体速度演算手段２ｄの演算を停止させることとすることができる。
【００４８】
このことにより、推定車体速度が正確なものではない可能性が高い場合には、選択手段２ｆにより推定車体速度を選択しないで車体速度を選択して制御手段２ｇ側に出力することとして推定車体速度を制御手段２ｇが使用しないこととすることができる。これにより、制御手段２ｇによる図２に示したフローチャート中におけるＳ１０からＳ１２のスリップ又はロック判定をより正確に行うことができる。このことにより、制御手段２ｇによるスリップ防止制御又はロック防止制御をより適切に実行することができる。
【００４９】
同様に、車体速度演算装置１の備える、ＶＤＩＭＥＣＵ２の推定車体速度演算手段２ｄにおいて演算される各車輪に対応する推定車体速度が、車両が非駆動すなわちアクセルペダルが踏み込まれていない又はＡＣＣ等による駆動制御が行われておらず駆動力が作用していない場合において、各車輪に対応する部位に位置する前記各車輪の車輪速と相違する場合には、旋回状態検出手段２ｂ及びヨーレートセンサ５、横加速度センサ６が故障している、又は、旋回状態検出手段２ｂが車両の前進又は後退を誤判断している場合であるので、停止手段２ｅにより推定車体速度演算手段２ｄの演算を停止させるとともに、選択手段２ｆにより車体速度を選択して制御手段２ｇ側に出力することとすることができる。
【００５０】
このことにより、推定車体速度が正確なものではない可能性が高い場合においては、推定車体速度を制御手段２ｇ側が使用しないこととして、制御手段２ｇによる図２に示したフローチャート中におけるＳ１０からＳ１２のスリップ又はロック判定をより正確に行うことができる。このことにより、ＶＤＩＭＥＣＵ２の制御手段２ｇによるスリップ防止制御、ロック防止制御をより適切に実行することができる。
【００５１】
さらに、ヨーレートセンサ５の故障の可能性を含む事象を、ハードの追加を行うことなく、より早期かつ簡易的にシステム側が検出することができるので、ヨーレートセンサ５の適宜のタイミングにおける点検を早期に実施することを促して、より適切なタイミングにおける交換を実行させることもできる。
【００５２】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【００５３】
例えば上述した実施例においては、ＶＤＩＭＥＣＵ２内の同一のハードにより実現される機能ブロックとして、車体速度演算手段２ｃと推定車体速度演算手段２ｄとを区別して記載しているが、これを同一の機能ブロックの演算手段として、停止手段２ｅにより演算手段の後者の機能のみを停止することとすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、システム側の制御を適切に実行させることができる車体速度演算装置を提供することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る車体速度演算装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る車体速度演算装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１      車体速度演算装置
２      ＶＤＩＭＥＣＵ
２ａ    車輪速検出手段
２ｂ    旋回状態検出手段
２ｃ    車体速度演算手段
２ｄ    推定車体速度演算手段
２ｅ    停止手段
２ｆ    選択手段
２ｇ    制御手段
３      ＥＮＧＥＣＵ
４      ＢＲＫＥＣＵ
５      ヨーレートセンサ
６      横加速度センサ
７      ＥＰＳＥＣＵ
【図１】
2010105519.tif 000003
【図２】
2010105519.tif 000004